电内加热Pt/NPC催化剂高效催化甲基环己烷脱氢反应研究

高效储氢技术研发是实现氢能规模化应用的关键。甲基环己烷(MCH)作为理想的有机液体储氢介质,具有质量储氢密度高、储运安全方便等优势,但其脱氢过程仍存在反应温度高、效率低等难题,开发高效脱氢催化剂并引入有效的过程强化是解决上述问题的关键。以不同焙烧温度得到的氮掺杂多孔碳(NPC)作为载体,通过浸渍法制备了系列NPC负载Pt的催化剂(Pt/NPC),在新型电内加热(IEH)模式下,研究了其对MCH脱氢反应性能的影响规律。研究结果表明,随着NPC焙烧温度的升高,Pt^(2+)占比先增加后减少,并在550℃达到最大值。在MCH脱氢反应中,Pt^(2+)占比与反应速率呈近似线性正相关。在优化的Pt/NPC催化剂上,IEH模式下的释氢速率约为传统外加热(CEH)模式的3倍。组合温度测量、反应热与传热计算、性能评价和原位红外表征结果阐明了IEH模式下高的加热速率与传热速率,以及增强的MCH吸附是提升催化性能的重要原因。本研究可为新型电内加热反应方式及与之相匹配高效催化剂的设计研发提供指导。

Pt/Al_2O_3与Pt/MgO-Al_2O_3催化剂制备及其催化氢能载体甲基环己烷脱氢反应性能

以碱共沉淀法制备Mg-Al水滑石,然后采用浸渍法负载活性组分Pt,经焙烧、氢气还原得到Pt/Al_2O_3与Pt/Mg O-Al_2O_3催化剂,采用XRD、N2吸附-脱附、FT-IR、H2-TPR和Py-IR等分析Mg O的加入对Pt/Al_2O_3催化剂结构性能的影响,并在甲基环己烷连续脱氢反应中对比两种催化剂活性。结果表明,Pt/Mg O-Al_2O_3催化剂比表面积小于Pt/Al_2O_3催化剂,且表面基本无酸性活性中心,但表现出与Pt/Al_2O_3催化剂相同的脱氢活性。在Pt负载质量分数2%、催化剂用量0.5 g、甲基环己烷0.1 m L·min-1纯样进料和325℃反应10 h后,原料平均转化率79.9%,脱氢产物只有甲苯,对应的产氢速率192.8 mmol·(g-metal·min)-1,表现出优良的脱氢活性。

甲基环己烷-甲苯液体有机物储氢技术的研究进展

随着地球温室效应的加剧,发展清洁低碳能源成为降低碳排放的重要手段。氢能作为清洁高效的二次能源,是传统能源向低碳能源转型的首要选择,而氢能的发展,储氢技术是关键。甲基环己烷-甲苯储氢是具有发展潜力并已初步商业化的新型有机物储氢技术。对甲基环己烷-甲苯储氢技术的优势和面临的挑战进行了分析;总结了国内外甲苯加氢工艺和催化剂以及甲基环己烷脱氢工艺和催化剂的最新研究进展,分析了技术的难点和重点研究方向;对甲基环己烷-甲苯储氢技术在未来氢能社会应用的场景进行了展望。